石磊副教授此前通过共振拉曼光谱的方法，研究了碳链的光学带隙，提出光学带隙和拉曼光谱峰位为线性关系，为通过测试碳链的拉曼光谱来推断碳链激子带隙提供了一种简便的方法（Lei Shi, et al., Physical Review Materials; 1, 075601, 2017）。此后，课题组和比利时安特卫普大学的Wim Wenseleers教授和Sofie Cambré教授课题组合作在Carbon发表论文，研究了高能量激光激发碳链的共振拉曼光谱，发现碳链的拉曼共振包含两个能量相差约0.15 eV的光学带隙和两个激发态中的振动能级。此外，理论研究还预言了在低能量部分存在两个暗能级（但是实验中观察不到）。

    近期，课题组在Carbon再次发表研究论文，发现处于拉曼光谱特定频率的碳链的拉曼信号通过相互作用与特定手性的碳纳米管同时共振的现象。论文指出了碳链频率和碳纳米管直径的关系以及相互作用对两者产生的影响，特别是观察到(6,4)和(6,5)碳纳米管分别与其管内的位于1830和1840 cm-1的碳链产生共振，这是由于二者之间存在电荷转移和范德瓦尔斯作用力。该论文的发表进一步厘清了碳链和碳纳米管之间的关系，为未来实现制备特定性质的碳链打下理论基础。

    相关的研究成果以“Unraveling the governing properties of confined carbyne through the interaction with its carbon nanotube host.”为题发表在学术期刊Carbon（影响因子10.9）。中山大学的崔玮丽博士为论文第一作者，维也纳大学的Paola Ayala为共同作者、Thomas Pichler教授为共同通讯作者，石磊副教授为最后通讯作者。该研究工作部分受到广州市基础与应用基础研究基金、国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、中山大学中央高校基本科研业务费、光电材料与技术国家重点实验室自主课题、广东省教育厅特色创新项目、中山大学绿色化学与分子工程研究院的支持。

        论文信息：Weili Cui, Paola Ayala, Thomas Pichler*, Lei Shi*. Unraveling the governing properties of confined carbyne through the interaction with its carbon nanotube host. Carbon, 219,118784 (2024) 

        论文链接：https://authors.elsevier.com/a/1iRpp1zUAZoKA